中國儲能網(wǎng)訊：“2023年（南瑞繼保）工商業(yè)儲能出貨約500MWh左右，大儲出貨約為1GWh，全球儲能PCS累計出貨量4GW左右?！?
不久前，南瑞繼保儲能行業(yè)總監(jiān)繆楠林如是對外談到，在被稱為"工商儲元年"的2023，南瑞繼保在此細分領(lǐng)域的保持領(lǐng)先地位。
從具體產(chǎn)品來看，南瑞繼?？商峁┳灾餮邪l(fā)的電池集成、電池管理系統(tǒng)、儲能變流器、能量管理系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、云平臺及手機APP等成套工商業(yè)解決方案。
據(jù)介紹，南瑞繼保儲能液冷一體柜方案，在行業(yè)內(nèi)首創(chuàng)將單簇液冷電池、模塊化液冷變流器、智能液冷系統(tǒng)，以及相應(yīng)的消防、輔控設(shè)備集成于一體柜中，直流不出柜，柜外交流并聯(lián)。整體性能在可用容量、循環(huán)次數(shù)、系統(tǒng)效率、安全策略、安裝調(diào)試、可維護性、售后保障等表現(xiàn)優(yōu)異。
基于優(yōu)異的產(chǎn)品性能，南瑞繼保儲能液冷一體柜方案廣泛應(yīng)用于大型集中式儲能電站、新能源配儲、工礦企業(yè)、大型商業(yè)等場景，累計出貨量已超3000臺。
拋開產(chǎn)品之外，南瑞繼保的綜合硬實力還體現(xiàn)在，NR設(shè)計院具備乙級資質(zhì)，擁有電氣、消防、土建、暖通等各類專業(yè)設(shè)計人員超過200人；在全球80多個國家和地區(qū)，提供儲能前期設(shè)計開發(fā)，EPC工程總承包，后期運維等全生命周期的技術(shù)、產(chǎn)品、管理等服務(wù)。
基于突出產(chǎn)品、綜合實力以及工商儲賽道的深厚研究，南瑞繼保成為第一批在工商儲賽道脫穎而出的廠家。
奮楫工商儲 洞察三大核心痛點
在繆楠林看來，首先，平準(zhǔn)化度電成本高是工商業(yè)儲能的一大痛點，具體可表現(xiàn)為可用容量低、電池壽命短 、運維成本高。
如電池SOC不一致，可影響系統(tǒng)整體可用容量。從生產(chǎn)工藝來看，原料、工藝、批次差異，導(dǎo)致內(nèi)阻、容量不一致；從運行管理來看，溫度、放電倍率差異，導(dǎo)致自放電、衰減不一致；而從系統(tǒng)設(shè)計來看，集中式方案，所有簇同功率充放，無法控制單簇SOC。
而溫升、溫差大、簇間環(huán)流，則影響電池壽命和放電能力。比如，溫度上升20攝氏度，壽命則下降約50%。溫度越高，內(nèi)阻越小 自放電越快，某項目6簇時 ，電流不均流度大于20%。
此外，運維成本高導(dǎo)致平準(zhǔn)化度電成本居高不下?？婇种赋觯桩?dāng)其沖則在于傳統(tǒng)風(fēng)冷方案，需定期清理灰塵；風(fēng)扇數(shù)量多，后期故障率高；停電損失大。而集中式系統(tǒng)解決方案，不能單簇停電，停電范圍大；需要整艙停機維護檢修。
其次，除了平準(zhǔn)化度電成本高外，安全是做儲能繞不過去的一個話題，全球多起儲能事故看來，更多的是取決于系統(tǒng)管理防護能力。
據(jù)繆楠林介紹，近10年間，公開報道全球共發(fā)生40+儲能火災(zāi)事故，中國儲能電池缺陷、管理設(shè)計不當(dāng)現(xiàn)象較為突出。
再次，儲能價值未充分體現(xiàn)，也是當(dāng)前工商儲的重要核心痛點之一。比如，工商業(yè)儲能收益目前主要依賴于峰谷電價，但并非完全，尤其在緊急電源、輔助服務(wù)市場上的價值還有待挖掘。
更為重要的是，在儲能應(yīng)急支撐和規(guī)模化應(yīng)用場景中，PCS離網(wǎng)并聯(lián)運行，如果控制不當(dāng)容易產(chǎn)生多機振蕩、環(huán)流、功率均分等問題，是業(yè)內(nèi)公認的技術(shù)難題，限制儲能黑啟動電源服務(wù)的使用。
面對工商儲三大痛點，產(chǎn)品升級成為此細分賽道重要重點。
單簇管理/液冷散熱 打造工商儲“標(biāo)配”能力
工商儲賽道既是增長性強的賽道，亦成為最為內(nèi)卷的賽道。
在繆楠林看來，儲能系統(tǒng)未來的發(fā)展方向，將走向高可用率、壽命長、高安全性、主動支撐、高可靠性，其中，單簇管理、液冷散熱、模塊化設(shè)計、構(gòu)網(wǎng)控制應(yīng)成為工商儲產(chǎn)品的“標(biāo)配”及核心壁壘。
事實上，NR 液冷一體柜很早已經(jīng)基于上述性能量身打造，從而能夠在工商儲領(lǐng)域脫穎而出。
比如，來料管理上，內(nèi)阻、電壓、K值、批次時間，確保物料一致性。溫度均衡方面，嚴控電芯溫度，確保老化一致性。電芯soc均衡上，全時段均衡，消除電芯間輕微SOC差。簇間SOC均衡上，PMS+EMS聯(lián)合管理，消除簇間SOC差，確保系統(tǒng)長期一致性。
經(jīng)過全生命周期均衡管控，可確保實現(xiàn)南瑞繼保儲能產(chǎn)品運行一致性。
單簇管理是南瑞繼保工商儲的一大亮點：可規(guī)避簇間木桶效應(yīng)，實現(xiàn)每簇滿充滿放，大幅提升全系統(tǒng)充放電量。在南瑞繼保西北某項目中，電芯健康度較高，且為單簇充放，無并聯(lián)不一致性損失，PCS交流側(cè)充放電量均高于直流側(cè)額定值。
在液冷的大行業(yè)趨勢下，南瑞繼保亦采用液冷散熱設(shè)計，智能溫控，實現(xiàn)高效均勻控溫。比如，當(dāng)電芯溫差<3℃ @0.5C ，散熱均衡，電芯處于長壽溫度區(qū)間，避免不一致老化。相對常規(guī)風(fēng)冷散熱，散熱效率提高12%。采用智能溫控策略，相對常規(guī)風(fēng)冷，功耗減少10% 。
值得一提的是，模塊化設(shè)計已經(jīng)儼然成為了工商儲的“標(biāo)品”。
“南瑞繼保的產(chǎn)品主要可在運輸、調(diào)試、運維、擴容等方面持續(xù)提升?！笨婇直硎?，在運輸安裝方面，高集成電池預(yù)安裝，單柜重量輕體積小，無需大型吊車，安全便捷；在現(xiàn)場調(diào)試方面，廠內(nèi)完成集成調(diào)試，減少現(xiàn)場調(diào)試工作量，調(diào)試總體成本更低。在后期維護上，標(biāo)準(zhǔn)化模塊設(shè)計，單簇整體運維，無艙內(nèi)單簇退出安全風(fēng)險。在容量擴充方面，單體顆粒度更小，可實現(xiàn)靈活部署、平滑擴容，補電成本更低。
液冷模塊化/構(gòu)網(wǎng)技術(shù) 構(gòu)建工商儲專業(yè)壁壘
據(jù)悉，上至高原腹地，下至平原河川，基于遍布全國各地的工商儲項目案例，南瑞繼保不僅研發(fā)摸索出了一套適應(yīng)于工商儲賽道的基本解決方案，還率先構(gòu)建了行業(yè)壁壘。
首先，液冷模塊化技術(shù)，可提升系統(tǒng)安全性。這是南瑞繼保工商儲系統(tǒng)的一大優(yōu)異特性。
基于此功能，南瑞繼保設(shè)備實現(xiàn)了簇間隔離，電池簇通過PCS互相隔離，物理上不在同一封閉空間，簇內(nèi)故障無連鎖反應(yīng)，熱失控、電氣火災(zāi)等問題可被有效隔離，系統(tǒng)安全性本質(zhì)提升；實現(xiàn)了分布式布置，主要指的是電池與高壓箱分布式布置，消除開關(guān)器件拉弧風(fēng)險。采用了液冷技術(shù)，即液冷介質(zhì)與外界隔離，無外部環(huán)境干擾，系統(tǒng)防護水平高。總的來說，可實現(xiàn)系統(tǒng)本征安全，從源頭減少安全隱患。
而模塊化液冷技術(shù)，除了實現(xiàn)系統(tǒng)本征安全外，還可切斷故障。比如，單簇控制，無簇間環(huán)流，避免環(huán)流引起的電芯加速老化問題，提升系統(tǒng)可靠性；交流側(cè)并聯(lián)接入低壓電網(wǎng)，避免電池簇直接并聯(lián)，電池極限短路電流控制在13kA以下，確保故障可靠切除；電池與PCS集成一體柜，大幅減少直流電纜，規(guī)避正負極短接風(fēng)險?；谏鲜鋈齻€方面設(shè)計，基本實現(xiàn)了外短路安全。
其次，由于使用場景的豐富性，工商業(yè)儲能產(chǎn)品可能面臨多種環(huán)境的考驗。據(jù)繆楠林介紹，南瑞繼保儲能產(chǎn)品通過嚴苛環(huán)境測試，并采用可靠性設(shè)計，環(huán)境適應(yīng)性極強，可實現(xiàn)整機IP56，關(guān)鍵設(shè)備IP66防護，卓越的溫控性能，可適應(yīng)極高\低溫、高海拔、高腐蝕、強風(fēng)沙等各種惡劣環(huán)境。
再次，面對儲能“構(gòu)網(wǎng)時代”的加速到來，為了真正實現(xiàn)緊急電源及黑啟動功能，南瑞繼保儲能產(chǎn)品可實現(xiàn)專業(yè)離網(wǎng)多機并聯(lián)控制。
比如，多機軟啟黑啟動技術(shù)，可協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)毫秒級快速通訊，具備多機同時零起升壓功能，啟動時間長短可在線設(shè)置，同時解決了多機并聯(lián)功率振蕩問題。
多機VSG并聯(lián)控制+多種輔助控制，可實現(xiàn)運行模式無縫切換，主動參與一次調(diào)頻和調(diào)壓，增加系統(tǒng)阻尼和慣性，多機并聯(lián)動態(tài)和穩(wěn)態(tài)過程均實現(xiàn)了功率的均衡分配，避免了震蕩、減小了沖擊。
平滑切換和同期技術(shù)，則區(qū)別于傳統(tǒng)同期方案，南瑞繼保采用關(guān)鍵狀態(tài)記憶、電壓源并網(wǎng)穩(wěn)定等技術(shù)，實現(xiàn)離并網(wǎng)的平滑切換，無需對電網(wǎng)電壓進行鎖相，易實現(xiàn)，同期精度高，速度快。
據(jù)了解，南瑞繼保具備多臺PCS和協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的半實物仿真平臺（國內(nèi)第二大的RTDS仿真實驗室），在廠內(nèi)即可搭建電廠實際一次模型，采用實際控制裝置接入，完成軟件功能驗證和黑啟動效果驗證。
當(dāng)前，南瑞繼保已經(jīng)累積了儲能黑啟動、離網(wǎng)運行仿真分析等多方面項目經(jīng)驗。如，新疆國內(nèi)最大的離網(wǎng)型微網(wǎng)16MW，32臺PCS離網(wǎng)電壓源模式并聯(lián)運行及黑啟動，2018年底投運至今，安全穩(wěn)定。
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值得一提的是，2023年6月，世界上首個具備獨立運行能力、低短路容量、泛電壓等級、廣覆蓋范圍的額濟納“源網(wǎng)荷儲”一體化示范項目成功投運。
南瑞繼保提出穩(wěn)態(tài)優(yōu)化、快速協(xié)調(diào)和緊急穩(wěn)定控制方法，以構(gòu)網(wǎng)技術(shù)為核心，構(gòu)建了源網(wǎng)荷儲一體化解決方案，并提供了全套裝備。
該項目實現(xiàn)了首次廣域大網(wǎng)架純新能源黑啟動、首次全域離網(wǎng)中長期運行和首次人工短路故障穿越，實現(xiàn)了構(gòu)網(wǎng)儲能和包括100%及任意比例新能源系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，并可以與主網(wǎng)并離網(wǎng)無縫切換，為新能源大規(guī)模消納奠定了核心技術(shù)基礎(chǔ)。
